26851

طراحي فضاهاي اداري با استفاده از الگوريتمهاي هوش مصنوعي طراحي مولد نمونه موردي: طراحي مجموعه اداري-تجاري در تهران

كارشناسي ارشد

مهندسي معماري گرايش فناوري

1395

1400/08/17

دكتر عباس تركاشوند

دكتر مرتضي رهبر

معماري

پژوهشگران سال‌هاست كه به دنبال پيدا كردن راهكاري هستند تا با استفاده از ظرفيت‌هاي محاسباتي كامپيوتر، در مرحله اتودهاي اوليه به كمك طراح بيايند. معماري از سال‌ها پيش بدين صورت انجام مي‌گرفت كه طراحان به صورت دستي طراحي مي‌كردند، تا انتهاي پروژه پيش مي‌رفتند سپس به تحليل نتايج مي‌پرداختند و اگر نتيجه مطلوب نبود، راه برگشت به مرحله اول بسيار زمان‌بر و از لحاظ هزينه نيز براي يك پروژه غيراقتصادي محسوب مي‌شد. بنابرين سال‌هاست كه پژوهشگران در تلاشند تا با قدرت محاسبات، ظرفيت كامپيوترها و الگوريتم‌هاي توسعه يافته هوش مصنوعي در مراحل اوليه طراحي به كمك طراح بيايند. در راستاي پيشبرد يك قدم از اين هدف، دغدغه اين پژوهش به سمت ايجاد كانسپت‌هاي مختلف چيدمان فضاهاي اداري تعريف شد تا با توپولوژيك‌هاي مختلف چيدمان فضاها به بهترين روابط اعمال شده در پلان دست يابيم. در اين راستا از سلولار اتوماتا به عنوان ايده اوليه در تعيين همجواري استفاده شده و جواب‌هاي مناسبي را هم ايجاد كرده است، به نحوي كه يك الگوريتم طراحي مولد را توليد كرده و آلترناتيوهاي مختلفي بر پايه قواعد حاكم بر روابط بين فضاها ارائه مي‌دهد. بنابرين گونه‌هاي مختلف توليد شده از فرم يك ساختمان به گونه‌اي هستند كه جوابگوي تعريف روابط بين فضاها در پلان معماري مي‌باشند؛ در نهايت با توجه به توضيحي كه بيان شد، انتظار مي‌رود بتوان با استفاده و تركيب چند الگوريتم مختلف براساس طراحي مولد و با ايده اوليه از روش سلولار اتوماتا به حل مسئله پرداخت. در اين پژوهش با مسئله‌اي روبه‌رو خواهيم بود كه حل آن ساده نيست و كاربر نمي‌تواند به تنهايي براي پاسخ آن كاري انجام دهد بلكه بايد از كامپيوتر كمك بگيرد. به كمك مفاهيم رياضي با تبديل پارامتر كيفي (ميزان دوري، نزديكي و در واقع دسترسي داخلي فضاها به يكديگر) به يك متغير كمي (مقداردهي روابط، با طيفي بين اعداد 1 تا 6) با استفاده از هوش مصنوعي و الگوريتم‌ها اين امكان فراهم مي‌شود تا به صورت همزمان و بدون محدوديت‌هاي مختلف داده‌ها مورد ارزيابي و دسته‌بندي‌هاي مرتبط با هدف پژوهش قرار گيرند. با استفاده از رياضيات و ماتريس‌ها، پژوهشگر الگوريتمي به عنوان مولد چيدمان پلاني ايجاد مي‌كند و سپس جهت اعتبارسنجي چيدمان‌هاي بدست آمده الگوريتمي ديگر طراحي و مورد آزمايش قرار مي‌گيرد. با توجه به آنچه بيان شد، در شرايط فعلي ارائه تمام مدل‌ها و چيدمان‌هاي ممكن براي يك پروژه طراحي براساس مباحث مقررات ملي و استانداردها، مصرف انرژي و هزينه بسيار به همراه دارد. اين هزينه‌هاي ساخت و توليد براي دفاتر معماري هفته‌ها و يا ماه‌ها زمان نياز دارد تا كاربر بتواند يك مدل طراحي را براساس سليقه خود پسند نمايد. بنابرين هدف كلي پژوهش را به اين صورت مي‌توان مطرح كرد كه با استفاده از ظرفيت‌ الگوريتم‌هاي طراحي مولد بتوانيم چيدمان فضايي را بر پايه روابط و قواعد بين فضاها انجام دهيم و پروژه مورد نظر را طراحي و آلترناتيوهايي را به عنوان نيروي كمكي در اختيار طراح بگذاريم.

1401/05/24

Office Space Design Using Artificial Intelligence Algorithms In Generative Design Case study: Designing an office-commercial complex in Tehran

11/8/2022 12:00:00 AM

Since years ago, researchers have been searching for a solution to use computation capacities of computer systems to assist designers in primary sketching. For years, architectural designers developed their plans manually in all the stages. Then, they analyzed the results, and in the case of getting an unfavorable outcome, they would go through a costly and time-consuming process to return to the primary phase that was economically inefficient. So, researchers have been trying to assist designers by using the capacity of computation and computers and the developed artificial intelligence algorithms in the early stages of designing. For this purpose, this research aims to create different concepts of office layouts to achieve the best relationships in plans by different topologies of space layouts. In this regard, we used cellular automata as the main idea of determining adjacency and it provided acceptable results. It has created a productive designing algorithm and proposed different alternatives based on the rules of the relationships between the spaces. Therefore, different plans of a building can respond to the definition of the relationships between different spaces in an architectural plan. Regarding the mentioned facts, it is expected to use several algorithms based on a productive design relying on the primary idea of cellular automata. We have faced a somehow difficult problem in this research, and the user cannot solve that alone. Rather, it should be solved using a computer system. By using mathematical concepts to convert a qualitative parameter (the distance between the spaces i.e. their internal accessibility) to a quantitative variable (valuating the relationships ranging from 1 to 6), by artificial intelligence algorithms, it will be possible to simultaneously assess and classify the data observing the research goal. The research can use mathematics and matrices to create an algorithm generating a plan layout and then, another algorithm will be designed and tested to validate the resulted layouts. Based on the above statements, in the current condition, it will take a lot of cost and energy to propose all the possible layouts and models for a designing project based on national regulations and standards. Due to such construction costs, architectural companies can determine the users’ favorable models after several weeks or months. So, the research goal is to use the capacities of productive designing algorithms to create a spatial layout based on the rules and regulations of spaces, design a project, and provide the designer with several alternatives as auxiliary choices.

هوش مصنوعي , طراحي مولد , طراحي فضاي اداري , مدلسازي گراف مبتني بر طراحي عملكرد , اتوماسيون فرآيند چيدمان پلان

Artificial intelligence , Generation design , Official space design , Graph modeling performance based_design , Plan layout process automation

Soheila Farahani

Dr. Abbas Tarkashvand